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(共22張PPT)
氮氣與氮的固定
第五章 化工生產中的重要非金屬元素
1.從價類二維的角度認識元素化合物
2.通過分析氮的原子結構，推斷含氮物質可能具有的化學特性，理解結構與性質的關系
3.通過對氮的固定的學習以及應用，診斷并發展學生對化學學科價值的認識
（大氣：N2及少量的NH3、NO、NO2）
雷電作用
產生NO
NH3
根瘤菌固氮
人工合成NH3
酸雨HNO3
動物遺體或者排泄物
銨鹽或者氨
硝酸鹽
NO經氧化等轉化
亞硝酸鹽
植物吸收產生蛋白質
硝酸鹽 分解產生氮氣
硝化作用
NO、NO2
NO、NO2
-3
0
+2
+4
+5
氫化物
單質
氧化物
酸
堿
鹽
NH3
N2
NO 2 、N2O4
NO
HNO3
HNO2
NaNO3
NaNO2
+3
NH3·H2O
NH4·Cl
氮元素的價類二維圖
N2
含“N”物質
一、氮的固定
概念：將大氣中 的氮轉化為 的過程
游離態
氮的化合物
高能固氮
生物固氮
自然固氮
人工固氮
合成氨
仿生固氮
氮的固定
分類
自然固氮
高能固氮(雷雨或者火山噴發)
生物固氮(如豆科植物的根瘤菌固氮)
人工固氮
合成氨(工業上合成氨)
仿生固氮(某些金屬有機化合物可起到根瘤菌作用)
在我們空氣中含量最多的就是氮氣，
為何大多數農作物不能直接利用吸收氮氣而需要施氮肥？
二、氮氣
最外層有5個電子
1.氮元素的非金屬性比氧元素弱，比碳元素強 ，硝酸的酸性比磷酸強。
2.氮元素的最高價態為+5，最低價態為-3。
結構決定性質
2.1 氮元素的“位-構-性”
第二周期、第ⅤA族
①游離態：主要以 的形式存在于空氣中。
②化合態：部分存在于動植物體內的 中；
部分存在于土壤、海洋里的 中。
氮氣分子
蛋白質
硝酸鹽和銨鹽
2.2氮元素在自然界中的存在形式
2.3 氮氣的物理性質
顏色 狀態 氣味 密度 溶解性
_____ 氣體 _____ 密度與空氣接近 ___溶于水
無色
無味
難
(1)氮分子內兩個氮原子間以 結合，斷開該化學鍵
需要 的能量，所以氮氣的化學性質很 ，通常情況
下 與其他物質發生化學反應。因此無法被大多數生物體直接吸收。
較多
氮氮三鍵
穩定
很難
電子式 結構式
①金屬鎂： ，
（Li、Mg、Ca）
②氫氣： ，
氧化性
還原性
人工合成氨
2.4 氮氣的化學性質
可逆反應
N2+3Mg===Mg3N2
點燃
N2+3H2====2NH3
催化劑
高溫高壓
N2+O2======2NO
放電
或高溫
氮肥
尿素
碳酸氫銨
氯化銨
硝酸銨
CO(NH2)2
NH4Cl
NH4NO3
NH4HCO3
制備
應用
N2的結構
N2的性質
穩定 + 反應
氮的固定
氮的循環
N2 → 氮的化合物
N2 + 3H2
2NH3
高溫、高壓
催化劑
N2+3Mg===Mg3N2
點燃
N2+O2======2NO
放電
或高溫
1.下列關于氮氣的用途，敘述錯誤的是（ ）
A.在燈泡中充入氮氣以延長使用壽命
B.焊接金屬時常用氮氣作保護氣
C.用氮氣作火箭的燃料
D.用氮氣生產氨氣制造氮肥
C
2.下列關于氮氣的敘述，錯誤的是（ ）
A.氮氣既可以做氧化劑又可以做還原劑
B.在雷雨天，空氣中的氮氣和氧氣可以反應生成一氧化氮
C.氮的固定是將氮氣轉化成含氮化合物
D.1 mol氮氣可與3 mol氫氣完全反應生成2 mol氨氣
D
A．圖中有3種固氮途徑
B．固氮都是氧化還原反應
C．氮元素不以有機物形式參與循環
D．人類活動會影響氮循環
C
3.自然界中的氮循環如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
4.設NA為阿伏加德羅常數的值，下列敘述中正確的是（ ）
A． 由32 g O2和O3組成的混合氣體中含有的原子總數為2.5NA
B．1 mol Fe與足量的S反應轉移電子數為3NA
C．1 mol Mg與足量O2或N2反應生成MgO或Mg3N2 ，均失去2NA個電子
D．標準狀況下，22.4 L氯氣與足量氫氧化鈉溶液反應，轉移的電子數為2NA
C
5.《中國詩詞大會》不僅弘揚了，中華傳統文化，還蘊含著許多化學知識。下列詩句的有關說法錯誤的是( )
A. 王安石詩句“雷蟠電掣云滔滔，夜半載雨輸亭皋”。雷雨天實現了大氣中氮的固定
B. 于謙詩句“鑿開混沌得烏金，藏蓄陽和意最深”。“烏金”指的是石油
C. 趙孟螟詩句“紛紛燦爛如星隕，霍霍喧逐似火攻”。燦爛的煙花與某些金屬元素的焰色反應有關
D. 劉禹錫詩句“千淘萬漉雖辛苦，吹盡黃沙始到金”。金性質穩定，存在游離態，可用物理方法獲得
B
6.下列關于氮氣的說法錯誤的是
A. 氮氣在通常情況下不燃燒，也不支持燃燒，不能供給呼吸
B. 液氮可用于醫學和高科技領域，制造低溫環境
C. 利用氮氣的穩定性，工業上用來替代稀有氣體作焊接金屬的保護氣
D. 在高溫高壓、催化劑條件下與氫氣反應時，氮氣作還原劑
D

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